一种竹结构螺栓球连接节点制造技术

一种竹结构螺栓球连接节点。其包括多根竹竿、多个竹竿连接件和螺栓球节点；多根竹竿两端分别安装有一个竹竿连接件，多个竹竿连接件通过螺栓球节点将多根竹竿之间或多根竹竿与基础之间相互连接在一起。本实用新型专利技术的竹结构螺栓球连接节点具有如下优点：1)采用铰接方式可释放竹结构连接节点的弯矩和剪力，且可通过常规有限元计算软件准确建立计算模型分析。2)以竹竿作为主受力构件，并利用混凝土和钢材对竹竿端部进行增强，可避免因端部破坏而造成的竹构件提前失效，从而提高了材料利用率。3)便于施工、应用范围广。4)由于竹构件端部灌注有混凝土、外部设有钢套箍及箍筋，因此能有效地加强构件端部的可靠性。5)绿色环保、经济性高。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种竹结构螺栓球连接节点，属于建筑工程竹结构

技术介绍
在我国，竹材是一种资源丰富的可再生材料，具有成长周期短及较好的抗拉、压强度等优点，并且作为一种天然环保的绿色建材已在我国少数民族地区得到了广泛应用。竹结构的节点连接通常采用绑扎、榫卯、螺栓、套筒或槽口等多种方式。由于竹竿在自然生长过程中会形成生理弯曲，因此在一定程度上影响了其力学性能，从而限制了应用范围，因此目前较多用于临时建筑。随着低碳环保的绿色建筑理念深入人心，目前竹结构已得到了广泛关注和充分研究，并取得了阶段性成果。授权公告号为20012211MY，名称为“弯曲型竹结构建筑模块”和授权公告号为 2001221152Y，名称为“竹结构建筑模块”的中国专利文献中公开的技术方案是利用多种竹片基本构件组合成的模块再搭建成构筑物，可发挥竹结构成本低、强度高且方便拼装的特点。授权公告号为2761727Y，名称为“用于傣家竹楼的原竹结构节点”的中国专利文献中介绍了用于傣家竹楼的原竹节点，其中一字型、T型、X型、L型节点等均由一根或多根原竹完整贯穿节点，原竹与柱脚连接中用锚栓与金属杯口焊接后于金属杯口内灌注水泥砂浆，给出了竹节点加强的一种方案。《结构工程师》2009，25(1) :51- 中““德中同行”竹结构展馆的材料试验与结构分析”一文介绍了某项目中竹材的抗拉、抗压、抗弯性能。《自然灾害学 ^)) 2009,18(3) :14-18中“现代竹结构在汶川地震灾后重建中的应用”、《建筑结构》2010， 40(1) :92-96中“现代竹结构人行天桥的研发和建造”和《第18届全国结构工程学术会议论文集》2009,111516-522中“现代竹结构车行桥梁的建造与研究”分别介绍了胶合竹板技术在临时用房、4. 8m跨人行天桥及IOm跨车行桥梁结构设计中的应用。《世界建筑》2010 (2) 64-69中“INTEGER现代复合竹结构建筑” 一文介绍了 240mmX450mm的1 !跨弧形竹集成材主梁在某公共建筑中的应用。《南京林业大学学报》(自然科学版)2008，32 (3) :67-70中 “竹结构材连接件的承载力”一文公开了利用静载试验来研究竹结构材螺栓连接件的承载力和破坏形态，并且验证了采用竹结构材连接件的结构具有较高的强度、刚度及延性。1963年，《河北农业大学学报》1963，2(1) 52-57中“大跨度竹结构的研究”一文介绍了 20m跨度竹三铰桁架的设计。此后，大跨度空间竹结构方面的相关研究就鲜有提及， 利用竹材作为大跨度空间结构受力构件的研究更是少见。这主要是因为竹材存在生理弯曲，脱水后材料的离散性较大，尤其是节点连接位置受力复杂，因此极易引起竹材沿顺纹方向劈裂而造成节点破坏，从而降低了结构的可靠度。因此，目前竹结构较多应用于重要性低的临时建筑中，或经过粉碎加工后与木材等混合制成新型建筑板材，而直接使用竹材作为建筑受力构件的案例并不多见。如何既能加强竹结构连接节点、提高节点连接的可靠性，又能充分发挥竹材的力学性能特点，以推动这种绿色建筑的进一步应用，就成为当前摆在研究人员面前的重要课题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术的目的在于提供一种连接可靠、安全性高的竹结构螺栓球连接节点。为了达到上述目的，本技术提供的竹结构螺栓球连接节点包括多根竹竿、多个竹竿连接件和螺栓球节点；其中多根竹竿的两端分别安装有一个竹竿连接件，多个竹竿连接件通过螺栓球节点将多根竹竿之间或多根竹竿与基础之间相互连接在一起；所述的竹竿两端分别形成有一个十字形预留槽；竹竿连接件包括钢套箍、端板、锥头、至少一道箍筋、 混凝土灌芯、多根预埋钢筋和十字加强筋；其中十字加强筋设置在竹竿上十字形预留槽的内部；混凝土灌芯是由灌注在竹竿端部自然形成的空腔内的混凝土凝固后形成；钢套箍套装在竹竿的端部外圆周面上；端板的边缘焊接在钢套箍的外端口处；多根预埋钢筋的一端同时连接在端板的内表面中部，其余部位插入在混凝土灌芯内；锥头为空心圆台结构，其上底面中部形成有一个圆孔，下底面呈开口状，并且下底面边缘连接在端板的外端边缘上；箍筋缠绕在钢套箍的外圆周面上，用于将钢套箍和竹竿箍紧；螺栓球节点包括高强螺栓、封板、套筒、销钉、钢球和预埋板；其中高强螺栓上的螺杆贯穿设置在锥头上的圆孔内，并且螺栓头位于锥头的内部，同时螺杆的中部外圆周面上沿径向形成有一个盲孔；封板安装在锥头的上底面外部，中心部位形成有一个螺杆孔；套筒套在高强螺栓位于封板外侧的螺杆上， 并且套筒的圆周面上贯穿形成有一个销钉孔；销钉的前端穿过套筒上的销钉孔后插入在高强螺栓上的盲孔内；钢球上形成有多个圆孔，用于插入多个高强螺栓上螺杆的前端。所述的竹结构螺栓球连接节点还包括预埋板，预埋板的一端连接在基础上，另一端与钢球相接。所述的竹竿的两端外圆周面上沿其圆周方向相隔距离形成有多道凹槽，而钢套箍的内圆周面上沿其圆周方向突出形成有多圈能够分别嵌入在上述多道凹槽内的凸缘。本技术提供的竹结构螺栓球连接节点具有如下优点1)计算准确采用铰接的方式可以释放竹结构连接节点的弯矩和剪力，而且竹构件工作时仅受沿其轴线方向上的拉力和压力，因此传力路径清晰，并且可以通过常规有限元计算软件准确建立计算模型分析。2)材料利用率高以竹竿作为主受力构件，并利用混凝土和钢材对竹竿端部进行增强， 这样可以充分发挥三种不同材料的力学性能特点，以避免因端部破坏而造成的竹构件提前失效，从而提高了材料的利用率。3)便于施工、应用范围广该连接节点安装操作简单，便于施工，使得竹竿替代大跨度空间结构中的纯拉(压)杆成为可能，具有较大的应用潜力。 4)安全性高由于竹构件的端部灌注有混凝土、外部设有钢套箍及箍筋，因此能够有效地加强构件端部的可靠性，是竹建筑进一步推广应用的安全保证。幻绿色环保、经济性高由于我国竹资源丰富，选材便利且绿色环保，竹材价格低且属于可再生资源，因此选用竹材的经济优势和环保优势都较为突出。附图说明图1为本技术提供的竹结构螺栓球连接节点中竹竿端部结构剖视图。图2为本技术提供的竹结构螺栓球连接节点中竹竿构件与基础连接部位结构示意图。图3为图1中A-A向剖视图。图4为本技术提供的竹结构螺栓球连接节点结构示意图。图5为采用本技术提供的竹结构螺栓球连接节点的竹结构空间桁架轴测图。其中竹竿1、竹竿连接件2、螺栓球节点3、钢套箍4、端板5、锥头6、箍筋7、混凝土灌芯8、预埋钢筋9、十字加强筋10、高强螺栓11、封板12、套筒13、销钉14、钢球15、预埋板16、圆孔17、竹结构空间桁架18、滑动铰支座19、固定铰支座20、十字形预留槽2具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术提供的竹结构螺栓球连接节点进行详细说明。如图1-图4所示，本技术提供的竹结构螺栓球连接节点包括多根竹竿1、多个竹竿连接件2和螺栓球节点3 ；其中多根竹竿1的两端分别安装有一个竹竿连接件2，多个竹竿连接件2通过螺栓球节点3将多根竹竿1之间或多根竹竿1与基础之间相互连接在一起；所述的竹竿1两端分别形成有一个十字形预留槽21 ；竹竿连接件2包括钢套箍4、端板 5、锥头6、至少一道箍筋7、混凝土灌芯8、多根预埋钢筋9和十字加强筋10 ；其中十字加强筋10设置在竹竿本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种竹结构螺栓球连接节点，其特征在于：所述的竹结构螺栓球连接节点包括多根竹竿（１）、多个竹竿连接件（２）和螺栓球节点（３）；其中多根竹竿（１）的两端分别安装有一个竹竿连接件（２），多个竹竿连接件（２）通过螺栓球节点（３）将多根竹竿（１）之间或多根竹竿（１）与基础之间相互连接在一起；所述的竹竿（１）两端分别形成有一个十字形预留槽（２１）；竹竿连接件（２）包括钢套箍（４）、端板（５）、锥头（６）、至少一道箍筋（７）、混凝土灌芯（８）、多根预埋钢筋（９）和十字加强筋（１０）；其钉（１４）的前端穿过套筒（１３）上的销钉孔后插入在高强螺栓（１１）上的盲孔内；钢球（１５）上形成有多个圆孔，用于插入多个高强螺栓（１１）上螺杆的前端。头（６）的内部，同时螺杆的中部外圆周面上沿径向形成有一个盲孔；封板（１２）安装在锥头（６）的上底面外部，中心部位形成有一个螺杆孔；套筒（１３）套在高强螺栓（１１）位于封板（６）外侧的螺杆上，并且套筒（１３）的圆周面上贯穿形成有一个销钉孔；销圆周面上，用于将钢套箍（４）和竹竿（１）箍紧；螺栓球节点（３）包括高强螺栓（１１）、封板（１２）、套筒（１３）、销钉（１４）、钢球（１５）和预埋板（１６）；其中高强螺栓（１１）上的螺杆贯穿设置在锥头（６）上的圆孔（１７）内，并且螺栓头位于锥埋钢筋（９）的一端同时连接在端板（５）的内表面中部，其余部位插入在混凝土灌芯（８）内；锥头（６）为空心圆台结构，其上底面中部形成有一个圆孔（１７），下底面呈开口状，并且下底面边缘连接在端板（５）的外端边缘上；箍筋（７）缠绕在钢套箍（４）的外中十字加强筋（１０）设置在竹竿（１）上十字形预留槽（２１）的内部；混凝土灌芯（８）是由灌注在竹竿（１）端部自然形成的空腔内的混凝土凝固后形成；钢套箍（４）套装在竹竿（１）的端部外圆周面上；端板（５）的边缘焊接在钢套箍（４）的外端口处；多根预...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国光，武志玮，武志锴，李宾强，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：实用新型
国别省市：12